Versiunea curentă din 13 aprilie 2017 12:41

În acest laborator se vor utiliza stive și cozi din STL pentru rezolvarea de probleme.

Coada

Coada este o structură de date de tip FIFO (First In First Out), care stochează o colecție de elemente în ordinea în care au fost adăugate.

Coada are următoarele proprietăți:

Datele sunt stocate într-o anumită ordine (se poate spune că un element este plasat înaintea sau după un alt element în structură).
Numărul de elemente ce poate fi stocat de structură este nelimitat sau limitat, în funcție de implementare.
Elementele stocate în coadă sunt de același fel.
Elementele pot fi adăugate doar la unul din capete și extrase doar de la celălalt - primul element inserat este primul care este extras.

Coada suportă următoarele operații de bază:

Interogarea numărului de elemente din coadă.
Verificarea dacă coada este goală.
Verificarea dacă coada este plină (pentru cozi limitate).
Adăugarea unui element în coadă (push).
Extragerea unui element din coadă (pop).
Vizualizarea unui element din coadă fără extragerea acestuia (peek).

Implementarea cozii

Deoarece coada este o particularizare a unei secvențe în care doar o parte din operații sunt expuse utilizatorului, toate implementările de secvențe pot fi utilizate pentru implementări de cozi. Totuși, deoarece STL este implementat pentru eficiență maximă, doar structurile care oferă operații în timp minim sunt expuse pentru utilizarea în cozi: std:list și std::deque. Un deque (Double-Ended Queue) este o structură de date care permite inserția și eliminarea de elemente din ambele capete în timp constant.

Clasa care implementeaza cozi în STL este std::queue, este definită în header-ul queue și folosește implicit un std::deque pentru stocarea datelor:

#include <queue>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<int> myQueue;
    myQueue.push(10);
    myQueue.push(11);
    myQueue.push(12);
    printf("Stack head is: %d\n", myQueue.front());
    return 0;
}

Dacă doriți să utilizați o listă dublu înlănțuită pentru implementarea de cozi, sintaxa este următoarea:

#include <queue>
#include <list>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<int, std::list<int>> myListQueue;
    myListQueue.push(10);
    myListQueue.push(11);
    myListQueue.push(12);
    printf("Stack head of my list implemnted queue is: %d\n", myListQueue.front());
    return 0;
}

Crearea unui `std::queue`

Pentru crearea unei cozi noi, se definește următorul constructor:

/**
 * Constructorul alocă memorie și creeaza un un nou std::queue.
 */
queue();

Exemplu:

#include <queue>
#include <cstdio>

using std::queue;

int main() {
    queue<float> myQueue;
    myQueue.push(0.1);
    printf("Queue is empty: %d\n", myQueue.empty());
    return 0;
}

Interogarea dimensiunii

Pentru interogarea dimensiunii, se definește următoarea funcție:

/**
 * Metoda intoarce numarul de elemente din coada.
 * @return numarul de elemente din coada.
 */
uint32_t size();

Exemplu:

#include <queue>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<char> charQueue;
    charQueue.push('a');
    charQueue.push('b');
    charQueue.push('c');
    printf("The queue has %u elements!\n", charQueue.size());
    return 0;
}

Adăugarea unui element - push

Pentru adăugarea unui element value în coadă, se definește următoarea funcție:

/**
 * Metoda inserează elementul value în coadă.
 * @param value elementul ce trebuie adăugat.
 */
void push(T value);

Exemplu:

#include <queue>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<char> charQueue;
    charQueue.push('a');
    charQueue.push('b');
    charQueue.push('c');
    printf("The queue has %u elements!\n", charQueue.size());
    return 0;
}

Eliminarea elementului din vârful cozii - pop

Pentru extragerea unui element din coadă, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda elimina următorul element din coadă.
 */
void pop();

Exemplu:

#include <queue>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<char> charQueue;
    charQueue.push('a');
    charQueue.push('b');
    charQueue.push('c');

    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    return 0;
}

Vizualizarea primului element din coadă - front

Pentru vizualizarea primului element din coadă, fără a-l extrage, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda întoarce următorul element din coadă, fără a-l extrage.
 * @return următorul element din coadă
 */
T front();

Exemplu:

#include <queue>
#include <cstdio>

int main() {
    std::queue<char> charQueue;
    charQueue.push('a');
    charQueue.push('b');
    charQueue.push('c');

    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    printf("Next char is: %c\n", charQueue.front());
    charQueue.pop();
    return 0;
}

Stiva

Stiva este o structură de date de tip LIFO (Last In First Out), care stochează o colecție de elemente în ordinea în care au fost adăugate.

Stiva are următoarele proprietăți:

Datele sunt stocate într-o anumită ordine (se poate spune că un element este plasat înaintea sau după un alt element în structură).
Numărul de elemente ce poate fi stocat de structură este nelimitat sau limitat, în funcție de implementare.
Elementele stocate în stivă sunt de același fel.
Elementele pot fi adăugate sau extrase doar dintr-un capăt - ultimul element inserat este primul care este extras.

Stiva suportă următoarele operații de bază:

Interogarea numărului de elemente din stivă.
Verificarea dacă stiva este goală.
Verificarea dacă stiva este plină (pentru stive limitate).
Adăugarea unui element în stivă (push).
Extragerea unui element din stivă (pop).
Vizualizarea unui element din stivă fără extragerea acestuia (peek).

Implementarea stivei

În STL, clasa care implementează stiva este std::stack. Ca și coada, această clasă se folosește de o implementare concretă de secvență care poate face operațiile necesare stivei în timp constant. Clasele posibile pentru salvarea datelor unei stive sunt std::vector, std::list și std::deque. Implicit clasa folosită este std::deque.

Crearea unui obiect de tip `std::stack`

Pentru crearea unei stive noi, se definește următorul constructor:

/**
 * Constructorul alocă memorie și creeaza o noua stiva.
 */
stack();

Exemplu:

#include <stack>
#include <cstdio>
using std::stack;

int main() {
    stack<char> word;
    word.push('c'); 
    word.push('a');
    word.push('s');
    word.push('t');
    word.push('r');
    word.push('a');
    word.push('v');
    word.push('e');
    word.push('t');
    word.push('e');

    while(!word.empty()) {
        printf("%c", word.top());
        word.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

Interogarea dimensiunii

Pentru interogarea dimensiunii, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda intoarce numarul de elemente din stiva.
 * @return numarul de elemente din stiva.
 */
uint32_t size();

/**
 * Metoda intoarce true daca stiva este goala.
 * @return  true daca stiva este goala.
 */
bool empty();

Exemplu:

#include <stack>
#include <cstdio>
using std::stack;

int main() {
    stack<char> word;
    word.push('c'); 
    word.push('a');
    word.push('s');
    word.push('t');
    word.push('r');
    word.push('a');
    word.push('v');
    word.push('e');
    word.push('t');
    word.push('e');

    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());

    while(!word.empty()) {
        printf("%c", word.top());
        word.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

Adăugarea unui element - push

Pentru adăugarea unui element value în stivă, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda inserează elementul value în stivă.
 * @param value elementul ce trebuie adăugat.
 */
void push(T value);

Exemplu:

#include <stack>
#include <cstdio>
using std::stack;

int main() {
    stack<char> word;
    word.push('c'); 
    word.push('a');
    word.push('s');
    word.push('t');
    word.push('r');
    word.push('a');
    word.push('v');
    word.push('e');
    word.push('t');
    word.push('e');

    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());

    while(!word.empty()) {
        printf("%c", word.top());
        word.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

Eliminarea unui element - pop

Pentru eliminarea elementului din vârful stivei, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda elimina următorul element din stivă.
 */
void pop();

Exemplu:

#include <stack>
#include <cstdio>
using std::stack;

int main() {
    stack<char> word;
    word.push('c'); 
    word.push('a');
    word.push('s');
    word.push('t');
    word.push('r');
    word.push('a');
    word.push('v');
    word.push('e');
    word.push('t');
    word.push('e');

    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());

    while(!word.empty()) {
        printf("%c", word.top());
        word.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

Vizualizarea primului element din stivă - top

Pentru vizualizarea primului element din stivă, fără a-l extrage, se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda întoarce următorul element din stivă, fără a-l extrage.
 * @return următorul element din stivă.
 */
T top();

Exemplu:

#include <stack>
#include <cstdio>
using std::stack;

int main() {
    stack<char> word;
    word.push('c'); 
    word.push('a');
    word.push('s');
    word.push('t');
    word.push('r');
    word.push('a');
    word.push('v');
    word.push('e');
    word.push('t');
    word.push('e');

    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());

    while(!word.empty()) {
        printf("%c", word.top());
        word.pop();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

Diferență între revizuiri ale paginii „SDA Lucrarea 4”

Versiunea curentă din 13 aprilie 2017 12:41

Cuprins

Coada

Implementarea cozii

Crearea unui `std::queue`

Interogarea dimensiunii

Adăugarea unui element - push

Eliminarea elementului din vârful cozii - pop

Vizualizarea primului element din coadă - front

Stiva

Implementarea stivei

Crearea unui obiect de tip `std::stack`

Interogarea dimensiunii

Adăugarea unui element - push

Eliminarea unui element - pop

Vizualizarea primului element din stivă - top

Meniu de navigare

Page actions

Page actions

Unelte personale

Navigare

Căutare

Unelte

@@ Linia 1: / Linia 1: @@
-În acest laborator se vor implementa stive și cozi cu vectori și liste înlănțuite.
+În acest laborator se vor utiliza stive și cozi din STL pentru rezolvarea de probleme.
 = Coada =
@@ Linia 36: / Linia 36: @@
      myQueue.push(11);
      myQueue.push(12);
-     printf("Stack head is: %d\n", myQueue.front);
+     printf("Stack head is: %d\n", myQueue.front());
      return 0;
 }
@@ Linia 53: / Linia 53: @@
      myListQueue.push(11);
      myListQueue.push(12);
-     printf("Stack head of my list implemnted queue is: %d\n", myListQueue.front);
+     printf("Stack head of my list implemnted queue is: %d\n", myListQueue.front());
      return 0;
 }
@@ Linia 232: / Linia 232: @@
 În STL, clasa care implementează stiva este [http://en.cppreference.com/w/cpp/container/stack std::stack]. Ca și coada, această clasă se folosește de o implementare concretă de secvență care poate face operațiile necesare stivei în timp constant. Clasele posibile pentru salvarea datelor unei stive sunt [http://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector std::vector], [http://en.cppreference.com/w/cpp/container/list std::list] și [http://en.cppreference.com/w/cpp/container/deque std::deque]. Implicit clasa folosită este <code>std::deque</code>.
-== Crearea unui <code>ArrayStack</code> ==
+== Crearea unui obiect de tip <code>std::stack</code> ==
-Pentru crearea unei stive noi, se definește următoarea funcție:
+Pentru crearea unei stive noi, se definește următorul constructor:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Funcția alocă memorie și creeaza un nou ArrayStack de o dimensiune maximă specificată.
+  * Constructorul alocă memorie și creeaza o noua stiva.
- * @param capacity numarul maxim de elemente din stivă
- * @return pointer la o structura de tip ArrayStack.
   */
-struct ArrayStack * createArrayStack(unsigned capacity);
+stack();
 </syntaxhighlight>
-Implementarea acestei funcții se face folosind următorul algoritm:
+Exemplu:
-# Se alocă memorie pentru o variabilă de tip <code>struct ArrayStack</code>.
-# Se inițializează câmpul <code>capacity</code> din structură cu valoarea argumentului <code>capacity</code>.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="6">
-# Se inițializează <code>aboveHead</code> cu 0.
+#include <stack>
-# Se alocă memorie pentru <code>capacity</code> elemente și pointer-ul se memorează în <code>array</code>.
+#include <cstdio>
-# Se întoarce adresa variabilei de tip <code>struct ArrayStack</code>.
+using std::stack;
+int main() {
+    stack<char> word;
+    word.push('c');
+    word.push('a');
+    word.push('s');
+    word.push('t');
+    word.push('r');
+    word.push('a');
+    word.push('v');
+    word.push('e');
+    word.push('t');
+    word.push('e');
+    while(!word.empty()) {
+        printf("%c", word.top());
+        word.pop();
+    }
+    printf("\n");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
 == Interogarea dimensiunii ==
-Pentru interogarea dimensiunii, se definește următoarea funcție:
+Pentru interogarea dimensiunii, se definește următoarea metodă:
+<syntaxhighlight lang="cpp">
+/**
+ * Metoda intoarce numarul de elemente din stiva.
+ * @return numarul de elemente din stiva.
+ */
+uint32_t size();
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia intoarce numarul de elemente valide din stiva specificata.
+  * Metoda intoarce true daca stiva este goala.
-  * @param stack stiva pentru care se cere dimensinea.
+  * @return  true daca stiva este goala.
-  * @return numarul de elemente valide din stiva stack.
   */
-unsigned arrayStackSize(struct ArrayStack * stack);
+bool empty();
 </syntaxhighlight>
-Implementarea acestei funcții se face întorcând direct valoarea câmpului <code>aboveHead</code> din structură.
+Exemplu:
-Pentru a verifica dacă structura este goală se definește următoarea funcție:
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="18,20">
+#include <stack>
+#include <cstdio>
+using std::stack;
-<syntaxhighlight lang="C">
+int main() {
-/**
+    stack<char> word;
- * Functia intoarce 1 dacă stiva specificată este goală.
+    word.push('c');
- * @param stack stiva pentru care se cere dimensiunea.
+    word.push('a');
- * @return 1 dacă stiva este goală, 0 dacă nu
+    word.push('s');
- */
+    word.push('t');
-int arrayStackIsEmpty(struct ArrayStack * stack);
+    word.push('r');
+    word.push('a');
+    word.push('v');
+    word.push('e');
+    word.push('t');
+    word.push('e');
+    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());
+    while(!word.empty()) {
+        printf("%c", word.top());
+        word.pop();
+    }
+    printf("\n");
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-Implementarea acestei funcții se face întorcând 1 dacă <code>aboveHead</code> este egal cu 0.
+== Adăugarea unui element - push ==
-Pentru a verifica dacă structura este plină se definește următoarea funcție:
+Pentru adăugarea unui element '''value''' în stivă, se definește următoarea metodă:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia intoarce 1 dacă stiva specificată este plină.
+  * Metoda inserează elementul value în stivă.
-  * @param stack stiva pentru care se cere dimensiunea.
+  * @param value elementul ce trebuie adăugat.
- * @return 1 dacă stiva este plină, 0 dacă nu
   */
-int arrayStackIsFull(struct ArrayStack * stack);
+void push(T value);
 </syntaxhighlight>
-Implementarea acestei funcții se face întorcând 1 dacă <code>aboveHead</code> este egal cu <code>capacity</code>.
+Exemplu:
-== Adăugarea unui element - push ==
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="7-16">
+#include <stack>
+#include <cstdio>
+using std::stack;
+int main() {
+    stack<char> word;
+    word.push('c');
+    word.push('a');
+    word.push('s');
+    word.push('t');
+    word.push('r');
+    word.push('a');
+    word.push('v');
+    word.push('e');
+    word.push('t');
+    word.push('e');
+    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());
+    while(!word.empty()) {
+        printf("%c", word.top());
+        word.pop();
+    }
+    printf("\n");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
+== Eliminarea unui element - pop ==
-Pentru adăugarea unui element '''newChar''' în stivă, se definește următoarea funcție:
+Pentru eliminarea elementului din vârful stivei, se definește următoarea metodă:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia inserează elementul newChar în stivă.
+  * Metoda elimina următorul element din stivă.
- * @param stack stiva la care se adaugă elementul.
- * @param newChar elementul ce trebuie adăugat.
   */
-void arrayStackPush(struct ArrayStack * stack, char newChar);
+void pop();
 </syntaxhighlight>
-Adăugarea unui element în stivă se face urmând pașii de mai jos.
+Exemplu:
-# Dacă stiva este plină, se afișează un mesaj de eroare și funcția se încheie.
-# Se scrie <code>newChar</code> pe poziția <code>aboveHead</code> în <code>array</code>.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="22">
-# <code>aboveHead</code> se incrementează cu 1.
+#include <stack>
+#include <cstdio>
+using std::stack;
-== Extragerea unui element - pop ==
+int main() {
+    stack<char> word;
+    word.push('c');
+    word.push('a');
+    word.push('s');
+    word.push('t');
+    word.push('r');
+    word.push('a');
+    word.push('v');
+    word.push('e');
+    word.push('t');
+    word.push('e');
-Pentru extragerea unui element din stivă, se definește următoarea funcție:
+    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());
-<syntaxhighlight lang="C">
+    while(!word.empty()) {
-/**
+        printf("%c", word.top());
- * Functia extrage următorul element din stivă.
+        word.pop();
- * @param stack stiva din care se extrage elementul.
+    }
- * @return următorul element din stivă sau 0 dacă stiva este goală.
+    printf("\n");
- */
+    return 0;
-char arrayStackPop(struct ArrayStack * stack);
+}
 </syntaxhighlight>
-Extragerea unui element din stivă se face urmând pașii de mai jos.
+== Vizualizarea primului element din stivă - top ==
-# Dacă stiva este goală, se afișează un mesaj de eroare și se întoarce <code>0</code>.
-# Se decrementează <code>aboveHead</code> cu 1.
-# Se întoarce elementul de pe poziția <code>aboveHead</code> din <code>array</code>.
-== Vizualizarea primului element din stivă - peek ==
+Pentru vizualizarea primului element din stivă, fără a-l extrage, se definește următoarea metodă:
-Pentru vizualizarea primului element din stivă, fără a-l extrage, se definește următoarea funcție:
+<syntaxhighlight lang="cpp">
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia întoarce următorul element din stivă, fără a-l extrage.
+  * Metoda întoarce următorul element din stivă, fără a-l extrage.
- * @param stack stiva din care se vizualizează elementul.
+  * @return următorul element din stivă.
-  * @return următorul element din stivă sau 0 dacă stiva este goală.
   */
-char arrayStackPeek(struct ArrayStack * stack);
+T top();
 </syntaxhighlight>
-Vizualizarea unui element din stivă se face urmând pașii de mai jos.
+Exemplu:
-# Dacă stivă este goală, se afișează un mesaj de eroare și se întoarce <code>0</code>.
-# Se întoarce valoarea de pe poziția <code>aboveHead - 1</code> din <code>array</code>.
-== Ștergerea unui <code>ArrayStack</code> ==
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="21">
+#include <stack>
+#include <cstdio>
+using std::stack;
-Pentru ștergerea unui <code>ArrayStack</code> se definește următoarea funcție.
+int main() {
+    stack<char> word;
+    word.push('c');
+    word.push('a');
+    word.push('s');
+    word.push('t');
+    word.push('r');
+    word.push('a');
+    word.push('v');
+    word.push('e');
+    word.push('t');
+    word.push('e');
+    printf("The stack has %u elements!\n", word.size());
-<syntaxhighlight lang="C">
+    while(!word.empty()) {
-/**
+        printf("%c", word.top());
- * Functia dezalocă memoria folosită de stiva specificată.
+        word.pop();
- * @param stack stiva care trebuie ștearsă.
+    }
- */
+    printf("\n");
-void deleteArrayStack(struct ArrayStack * stack);
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-Ștergerea unui <code>ArrayStack</code> se realizează felul următor:
-# Se dezalocă memoria utilizată de <code>array</code>.
-# Se dezalocă memoria alocată pentru structura de tip <code>struct ArrayStack</code>.

Diferență între revizuiri ale paginii „SDA Lucrarea 4”

Versiunea curentă din 13 aprilie 2017 12:41

Coada

Implementarea cozii

Crearea unui std::queue

Interogarea dimensiunii

Adăugarea unui element - push

Eliminarea elementului din vârful cozii - pop

Vizualizarea primului element din coadă - front

Stiva

Implementarea stivei

Crearea unui obiect de tip std::stack

Interogarea dimensiunii

Adăugarea unui element - push

Eliminarea unui element - pop

Vizualizarea primului element din stivă - top

Meniu de navigare

Căutare

Crearea unui `std::queue`

Crearea unui obiect de tip `std::stack`